元宝枫叶水提物通过调节果蝇氨基酸代谢与肠道菌群延缓衰老的机制研究

《Scientific Reports》：Aqueous extract of Acer truncatum leaves retards Drosophila melanogaster senescence by regulating amino acid metabolism and gut microbiota

本研究针对元宝枫叶抗衰老机制不明的科学问题，通过制备元宝枫叶水提物（AAL），利用UPLC-QTOF-MS/MS技术鉴定其活性成分，并以黑腹果蝇为模型开展抗衰老效应研究。结果表明AAL能显著延长果蝇寿命、改善运动能力、增强抗冷应激能力并维持肠道屏障完整性。通过16S rRNA测序和非靶向代谢组学分析，发现AAL能重塑衰老果蝇肠道菌群结构（增加乳酸球菌属，减少肠球菌属），并调控苯丙氨酸代谢等关键通路。该研究为AAL作为功能性食品开发提供了理论依据。

　　

随着全球人口老龄化进程加速，衰老相关疾病防治已成为生命科学领域的重大挑战。在传统医学典籍中，元宝枫（Acer truncatum）的叶片在内蒙古地区长期被用作抗衰老草药，但其科学机制始终笼罩在神秘面纱之下。更令人振奋的是，中国相关部门已正式批准元宝枫叶作为新食品原料，这为其开发利用开辟了全新赛道。然而，这种古老草药如何通过现代科学验证发挥抗衰老作用？其活性成分如何与机体互作？这些关键问题亟待解答。

为了揭开谜底，西北农林科技大学赵善廷教授团队在《Scientific Reports》发表了创新性研究。他们采用水提法制备元宝枫叶水提物（AAL），通过超高效液相色谱-串联质谱（UPLC-QTOF-MS/MS）分析发现989种化合物，其中绿原酸、新绿原酸、槲皮素、杨梅素和七叶苷含量尤为突出。研究团队别出心裁地选用黑腹果蝇（Drosophila melanogaster）作为模型生物，这种生物虽小却拥有与哺乳动物相似的衰老特征和肠道生理功能，是研究衰老机制的理想载体。

关键技术方法包括：通过UPLC-QTOF-MS/MS进行成分定量分析；利用果蝇寿命实验和行为学测试评估抗衰老效果；采用16S rRNA基因测序解析肠道菌群变化；运用非靶向代谢组学技术筛选差异代谢物；结合多组学关联分析揭示作用机制。所有果蝇样本均来自西北农林科技大学保种的柏林-K品系。

AAL延长果蝇寿命

研究人员在果蝇饲料中添加不同浓度AAL（0.5%-4%）进行寿命实验。结果显示1% AAL能显著延长雌雄果蝇寿命，而更高浓度反而效果不佳。特别有趣的是，当使用主要活性成分的混合标准品（MS）饲喂时，仅能延长雄性果蝇寿命，暗示AAL中还存在其他未被发现的活性成分协同作用。

AAL改善年龄相关行为异常和肠道通透性

衰老不仅表现为寿命缩短，更伴随生理功能衰退。通过攀爬实验发现，30日龄老年果蝇运动能力明显下降，而AAL组果蝇仍保持活力。冷应激实验中，AAL组果蝇复苏率显著高于老年对照组，表明其抗应激能力增强。更令人惊喜的是"Smurf"实验（一种检测肠道通透性的方法）显示，AAL有效减少了老年果蝇肠道染料外泄现象，说明其能维持肠道屏障完整性。

AAL改善衰老果蝇肠道菌群

通过16S rRNA测序分析，研究发现老年果蝇肠道菌群多样性降低，有害菌肠球菌（Enterococcus）丰度显著上升（16.04%），而有益菌乳酸球菌（Lactococcus）几乎消失。AAL干预后，乳酸球菌丰度恢复，肠球菌水平下降，菌群结构更接近年轻果蝇状态。主坐标分析（PCoA）显示三组菌群结构明显分离，而LEfSe分析进一步确认了AAL对特定菌群的调节作用。

AAL改变衰老果蝇代谢组

非靶向代谢组学分析鉴定出678种代谢物，主成分分析（PCA）显示年轻组、老年组和AAL组明显分离。与年轻组相比，老年组有72种代谢物发生显著变化，其中52种上调，20种下调。研究人员筛选出32种AAL干预后恢复正常的潜在关键代谢物，富集分析显示这些代谢物主要参与苯丙氨酸代谢、丙氨酸-天冬氨酸-谷氨酸代谢等通路。特别值得注意的是，老年组苯乙酸含量显著升高，而AAL能逆转这一变化。

微生物组与代谢组学联合分析

通过斯皮尔曼相关性分析建立菌群-代谢物互作网络，发现乳酸球菌与潜在代谢物（2r,3r,4r）-2-氨基-4-羟基-3-甲基戊酸和N-乙酰甘氨酸呈正相关，而与N-乙酰-L-蛋氨酸、不对称二甲基精氨酸（ADMA）、L-苏氨酸等代谢物负相关。肠球菌则呈现完全相反的相关性模式，这种"此消彼长"的关系生动诠释了AAL通过调节菌群平衡影响代谢稳态的机制。

这项研究首次系统阐明了元宝枫叶水提物通过"肠道菌群-代谢物"轴延缓衰老的分子机制。AAL不仅能直接补充绿原酸等活性成分，更重要的是通过重塑肠道微生态，增加有益菌乳酸球菌，抑制有害菌肠球菌，进而调控苯丙氨酸代谢等关键通路，最终实现延长寿命、改善生理功能的多重效益。该研究为元宝枫叶作为功能性抗衰老食品的开发提供了坚实科学依据，也为天然产物作用机制研究提供了多组学整合分析的新范式。随着元宝枫叶正式进入食品原料目录，这项研究成果将助力这一传统草药实现从民间智慧到科学认证的完美蜕变。